Orientador: João Alexandre F. Rocha Pereira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: A operação de uma coluna de destilação em batelada não é comumente automatizada devido a sua complexidade operacional ou à sua inadequação do método de controle convencional. No presente trabalho, foi desenvolvido um procedimento para simulação de uma destilação em batelada, com múltiplos...

Resumo: A operação de uma coluna de destilação em batelada não é comumente automatizada devido a sua complexidade operacional ou à sua inadequação do método de controle convencional. No presente trabalho, foi desenvolvido um procedimento para simulação de uma destilação em batelada, com múltiplos estágios e componentes, onde foram consideradas as variações do acúmulo de líquido no prato e das vazões molares na coluna. Este simulador mostra o comportamento exato do processo e, usando-se o modelo matemático de uma coluna contínua, o processo é caracterizado considerando-se sua transitoriedade como uma seqüência de estados estacionários. Para cada intervalo de tempo pseudo-estacionário é aplicado o Método da Curva de Reação do Processo. Através da combinação dos dois modos de operação de uma destilação em batelada (razão de refluxo constante e composição do destilado constante) foi encontrado um planejamento de refluxo ótimo e, com os métodos de Ziegler-Nichols e Cohen-Coon para ajuste de controladores por retro-alimentação juntamente com a caracterização do processo, foi desenvolvido um sistema de controle digital usando técnicas de Controle Adaptativo. Comprovou-se, então, a eficiência deste sistema através da substancial redução dos custos de operação e economia de energia obtidos pela aplicação do mesmo

Abstract: Batch distillation operations ate not frequantly automated due to its operational complexity or the unsuitability of the conventional control methods. In this work a procedure was developed to simulate the operation of multistage, multicomponent batch distillation operations where the hold...

Abstract: Batch distillation operations ate not frequantly automated due to its operational complexity or the unsuitability of the conventional control methods. In this work a procedure was developed to simulate the operation of multistage, multicomponent batch distillation operations where the hold up and the molar flowrate variations were taken into account. This simulator shows the process exactly behaviour and, using a mathematical model corresponding to continuous distillation, the process is characterized considering the unsteady state as a succession of a finite number of stationary states. For each pseudo-stationary time interval the Process Reaction Curve Method is applied. By combining the two batch distillation operation modes (constant reflux rate and constant distillate composition) it was found an optimum reflux rate policy and with the Ziegler-Nichols and Cohen-Coon feedback controller tuning methods accordingly to the process characterization it was developed a digital control system using Adaptive Control Tchnics. The control system efficiency was then proved by the large reduction in operation cost and energy savings obtained from the system application